2. Средняя кинетическая энергия движения молекул. Внутреняя энергия идеального газа. Скорости газовых молекул

4. Диффузия в газах. Коэффициент диффузии?????????

Полное число молеул в единице объема будет равно n=ni. Относительной концентрацией i-й компоненты в смеси называется безразмерная величина . Очевидно что сумма всех концентраций равна 1.

Абсолютной концентрацией какой либо компонетны наз. масса молекул данного сорта, содержащаяся в единице объема. Если масса молекулы i-й компоенты miто абсолютная концентрация будет равна ci=nimi. Давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений отдельных компонент и определяется полным числом молекул в единице объема p=pi=nikt=nkt.

Может случиться что концентрация газовых компонентов в различных точках пространства будет не одинакова. В этом случае вследствие теплового движения молекул будет происходить процесс выравнивания концентраций, сопровождающийся переносом массы i-й компоненты в направлении убывания ее концентрации. Этот процесс носит наз. диффузии. Давление в процессе диффузии не изменяется. Происходит лишь перераспределение молекул разных сортов, т.е. изменение величин ni, причем таким образом , что возрастание в каком то месте ni для одной из компонент сопровождается одновременным изменением ni для других компонент, так что сумма Ni остается постоянной.

Величина определяется M1=-D S, где D – коэффициент пропорциональности, наз. коэффициентом диффузии. – градиент абсолютной концентрации в сечении, где мысленно расположили площадку S. Уравнение представляет собой эмпирическое уравнение диффузии. Знак «-» показывает что масса переносится в направлении убывания концентрации данной компоненты

5. Внутреннее трение в газах. Коэффициент внутреннего трения

Сила внутреннего трения F , возникающая при движении слоевотносительно друг друга, определяется по формуле F = η du/dx S (3) Где η – коэффициент внутреннего трения, S – площадь соприкасающихся слоев, du/dx – градиент скорости.

Изменение импульса тела в единицу времени равно действующей на него силе: K/t=F

где ΔK – изменение импульса. На основании этого уравнение (3) можно записать в виде ΔK = η du/dxSΔt (3a) Здесь ΔK – изменение импульса слоя или импульс, перенесенный через некоторую площадку S соприкосновения слоев за время Δt при градиенте скорости du/dx. В этом уравнении η – коэффициент внутреннего трения.

Коэффициент внутреннего трения трения η равен импульсу (количеству движения), переносимому за единицу времени через единицу площади соприкосновения слоев газа при градиенте скорости, равном единице: η = ΔK/ (du/dxSΔt) .

5. Теплопроводность в газах. Коэффициент теплопроводности. Связь коэффициентов диффузии, внутреннего трения и теплопроводности

Теплопрово́дность — это процесс переноса внутренней энергии от более нагретых частей тела (или тел) к менее нагретым частям (или телам), осуществляемый хаотически движущимися частицами тела (атомами, молекулами, электронами и т. п.). Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества.

Коэффициент теплопроводности газов определяется формулой[2]

= ik/3П^3/2d²

Где: i — сумма поступательных и вращательных степеней свободы молекул (для двухатомного газа i=5, для одноатомного i=3), k — постоянная Больцмана, M — молярная масса, T — абсолютная температура, d — эффективный диаметр молекул, R — универсальная газовая постоянная. Из формулы видно, что наименьшей теплопроводностью обладают тяжелые одноатомные (инертные) газы, наибольшей — легкие многоатомные (что подтверждается практикой, максимальная теплопроводность из всех газов — у водорода, минимальная — у радона, из не радиоактивных газов - у ксенона).